神經科學是專門研究神經系統的結構、功能、發育、遺傳學、生物化學、生理學、藥理學及病理學的壹門科學。對行為及學習的研究都是神經科學的分支。對人腦研究是個跨領域的範疇，當中涉及分子層面、細胞層面、神經小組、大型神經系統，如視覺神經系統、腦幹、腦皮層。最高層次的研究就是結合認知科學成為認知神經科學，其專家被稱為認知心理學家。壹些研究人員相信認知神經科學提供對思維及知覺的全面了解，甚至可以代替心理學。神經科學致力於科學地研究神經系統。盡管神經科學學會成立於1969年，但是對於大腦的研究很早就已經開始。其研究範圍包括對神經系統的結構，功能，進化史，發育，遺傳，生物化學，生理學，藥理學，生物信息學，計算神經生物學和病理學研究。傳統的神經科學是生物科學的壹個分支。然而，神經科學開始與其他學科有了越來越多的交叉與融合，如認知和神經心理學，計算機科學，統計學，物理學，哲學和醫學科學。大腦的結構和功能是自然科學研究中最具有挑戰性的課題。近代自然科學發展的趨勢表明，21世紀的自然科學重心將在生命科學，而神經生物學和分子生物學將是21世紀生命科學研究中的兩個最重要的領域，必將飛速發展。分子生物學的奠基人之壹，諾貝爾獎獲得者沃森宣稱：“20世紀是基因的世紀，21世紀是腦的世紀。”在醫學這個大的學科內，神經生物學是壹門在各個水平，研究人體神經系統的結構、功能、發生、發育、衰老、遺傳等規律，以及疾病狀態下神經系統的變化過程和機制的科學。它涉及神經解剖學、神經生理學、發育神經生物學、分子神經生物學、神經藥理學、神經內科學、神經外科學、精神病學等等。神經生物學的內容非常豐富，研究進展很快，作為醫學生不僅要全面掌握，還要及時了解新的研究進展。這些研究工作雖然至今為止並沒有在神經生物學領域取得重大進展，沒有解開智力形成之謎，沒有解開毒品上癮之謎，沒有解開老年癡呆癥治療之謎，但卻在潛移默化中推動了神經科學的發展，為本世紀神經生物學的騰飛打好了基礎。